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# Biologie# Immunologie

Die Auswirkungen von H. pylori auf die Symptome der Parkinson-Krankheit

Forschung untersucht, wie eine H. pylori-Infektion die Symptome der Parkinson-Krankheit beeinflussen könnte.

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Die Parkinson-Krankheit (PD) ist eine Erkrankung, die die Bewegung betrifft und sich im Laufe der Zeit verschlimmern kann. Menschen mit PD haben oft Schwierigkeiten, ihren Körper geschmeidig zu bewegen, was sich in langsamen Bewegungen, Zittern und Steifheit zeigen kann. Die Krankheit tritt auf, wenn bestimmte Nervenzellen im Gehirn, die ein chemisches Element namens Dopamin produzieren, anfangen zu sterben. Dieses chemische Element hilft, die Bewegung zu steuern, und ohne genug davon haben die Leute Schwierigkeiten, ihre Bewegungen zu koordinieren.

Bevor sie merkliche Bewegungsprobleme entwickeln, können viele Menschen frühzeitige Anzeichen erleben, die scheinbar nichts mit Bewegung zu tun haben. Dazu gehören Symptome wie Verstopfung, schlechte Laune, Verhaltensänderungen und eine höhere Rate an Knochenbrüchen. Die Diagnose von PD erfolgt normalerweise erst, nachdem diese Bewegungsprobleme begonnen haben, oft wenn bereits eine signifikante Anzahl von dopaminproduzierenden Zellen verloren gegangen ist.

Forscher sind sehr daran interessiert, die frühen Anzeichen von PD zu verstehen und mehr darüber zu lernen. Das Verstehen dieser frühen Symptome könnte helfen, Tests zur schnelleren Diagnose der Krankheit zu entwickeln und bessere Behandlungsoptionen anzubieten.

Warum tritt Parkinson auf?

Derzeit ist die genaue Ursache von PD nicht vollständig verstanden. Man glaubt jedoch, dass sie aus einer Mischung aus genetischen und Umweltfaktoren resultiert. Ein kleiner Prozentsatz der PD-Fälle ist familiär bedingt, was auf einen genetischen Zusammenhang hindeutet. Die meisten Fälle haben jedoch diese Familiengeschichte nicht. Verschiedene Umweltfaktoren wurden auch mit PD in Verbindung gebracht, wie die Exposition gegenüber bestimmten Chemikalien, Infektionen und Veränderungen in der Darmflora.

Ein spezifisches Bakterium, das Forscher in Bezug auf PD untersuchen, ist Helicobacter pylori. Dieses Bakterium ist bei vielen Menschen verbreitet und kann zu Magenentzündungen führen. Mehrere Studien deuten darauf hin, dass es einen Zusammenhang zwischen H. Pylori und einem höheren Risiko, PD zu entwickeln, geben könnte. Infektionen im Darm spielen eine Rolle bei der Entwicklung der Krankheit, da sie Entzündungen hervorrufen und die Funktionsweise unseres Immunsystems beeinflussen können.

Verständnis der Veränderungen im Immunsystem bei Parkinson

Forschungen haben gezeigt, dass das Immunsystem bei Menschen mit PD verändert sein könnte. Darunter kann ein Anstieg bestimmter Immunzellen im Gehirn und höhere Konzentrationen von entzündlichen Substanzen fallen. Bei PD-Patienten könnten diese Veränderungen zu mehr Entzündungen im Gehirn führen, was möglicherweise zu den Symptomen beiträgt.

Studien haben ergeben, dass Menschen mit Erkrankungen wie entzündlicher Darmerkrankung später eher an PD erkranken. Das verbindet die Gesundheit des Darms mit der Gesundheit des Gehirns und deutet darauf hin, dass Entzündungen im Darm eine Kettenreaktion auslösen könnten, die das Gehirn beeinflusst.

Die Rolle spezifischer Proteine bei Parkinson

Ein Schwerpunkt der Forschung ist ein Protein namens PINK1. Dieses Protein steht im Zusammenhang mit früh einsetzender PD. PINK1 hilft, die Gesundheit der Mitochondrien zu steuern, den Teilen unserer Zellen, die Energie produzieren. Wenn PINK1 nicht richtig funktioniert, kann es zu einer Ansammlung geschädigter Mitochondrien kommen, was möglicherweise zum Absterben von dopaminproduzierenden Zellen beiträgt.

Kürzlich haben Forscher festgestellt, dass PINK1 auch eine Rolle bei der Funktionsweise des Immunsystems spielt. Es scheint, dass es hilft, die Immunantwort zu regulieren und zu verhindern, dass der Körper seine eigenen Zellen angreift. Der Verlust dieses Proteins kann dazu führen, dass sich autoreaktive T-Zellen übermässig vermehren, was negative Auswirkungen haben kann.

Wie beeinflusst H. pylori die Immunantwort bei Parkinson?

In ihrem Bestreben, zu verstehen, wie H. pylori-Infektionen mit PD interagieren, haben Wissenschaftler entdeckt, dass H. pylori das Immunsystem auf eine Weise stimulieren kann, die die Symptome von PD verschlimmern könnte. Wenn H. pylori in den Körper gelangt, kann es dendritische Zellen – wichtige Akteure in unserer Immunantwort – dazu bringen, mitochondriale Proteine T-Zellen zu präsentieren. Dies kann zur Aktivierung von T-Zellen führen, die nicht nur die Bakterien, sondern möglicherweise auch die eigenen Zellen des Körpers angreifen.

In Studien zeigten dendritische Zellen von Mäusen, die kein PINK1 hatten, eine viel stärkere Immunantwort auf H. pylori im Vergleich zu normalen Mäusen. Das deutet darauf hin, dass das Fehlen von PINK1 das Immunsystem aggressiver auf H. pylori reagieren lassen könnte, was zu grösseren immunbedingten Problemen führen könnte, die dopaminproduzierende Zellen schädigen.

Untersuchung von Verhaltensänderungen nach H. pylori-Infektion

Forscher wollten sehen, wie eine H. pylori-Infektion das Verhalten und die Bewegung von Mäusen beeinflusst, die aufgrund einer Mutation im PINK1-Gen genetisch prädisponiert für PD sind. Als diese Mäuse mit H. pylori infiziert wurden, zeigten sie nach zwei Monaten Verhaltensänderungen.

Die infizierten Mäuse hatten anscheinend mehr Schwierigkeiten mit Aufgaben, die Gleichgewicht erforderten, wie das Überqueren eines Balkens, und waren weniger bereit, sich in einem Labyrinth zu bewegen, das dazu diente, ihre Bereitschaft zu testen, neue Bereiche auszuprobieren. Das Fehlen merklicher Gewichtsverluste und schwerer Verletzungen deutet jedoch darauf hin, dass die Verhaltensänderungen in diesem frühen Stadium subtil waren.

Veränderungen im Immunsystem nach der Infektion

Nachdem diese Mäuse mit H. pylori infiziert worden waren, schauten sich die Wissenschaftler die Immunreaktion im Gehirn genauer an, die bei PD entscheidend ist. Sie fanden heraus, dass obwohl die Anzahl der CD8 T-Zellen – Teil der Immunantwort – anfangs bei nicht infizierten PINK1-Mäusen niedriger war, sich diese Zahlen nach der H. pylori-Infektion änderten.

Wichtig ist, dass die Präsenz dieser CD8 T-Zellen im Gehirn stark mit den beobachteten Verhaltensänderungen korrelierte. Infizierte PINK1-Mäuse hatten eine höhere Anzahl dieser Zellen, was mit der Verschlechterung ihrer Bewegungen übereinstimmte.

Verständnis der regulatorischen T-Zellen bei H. pylori-Infektionen

T-Zellen, die helfen, die Immunantwort in Schach zu halten, bekannt als Regulatorische T-Zellen (Tregs), schienen sich ebenfalls nach der H. pylori-Infektion zu verändern. Diese Zellen helfen normalerweise, zu verhindern, dass das Immunsystem gesunde Zellen angreift. In PINK1-Mäusen schienen die Tregs jedoch weniger effektiv zu sein.

Der Verlust der Funktionalität der Tregs könnte dazu führen, dass autoreaktive T-Zellen unkontrolliert wachsen, was bedeutet, dass das Immunsystem beginnen könnte, die eigenen Zellen des Körpers anzugreifen, was zu mehr Entzündungen und schlimmeren Symptomen von PD führen könnte.

CD8 T-Zellen und Verhaltensänderungen

In einem wichtigen Experiment versuchten Forscher, CD8 T-Zellen (die Immunzellen, die einige der Probleme verursachen) vor der Infektion der PINK1-Mäuse zu reduzieren. Als diese T-Zellen vor der Infektion entfernt wurden, wurden die typischen motorischen und Verhaltensänderungen, die nach der H. pylori-Infektion auftraten, verhindert.

Diese Erkenntnis betont, dass CD8 T-Zellen eine bedeutende Rolle bei den beobachteten Verhaltensänderungen nach der Infektion spielen. Obwohl die Tregs weiterhin dysfunktional waren, schien sich das allgemeine motorische Verhalten mehr mit der Präsenz von CD8 T-Zellen als mit der Aktivität der Tregs zu korrelieren.

Fazit: Der Zusammenhang zwischen H. pylori-Infektionen, Immunität und Parkinson-Krankheit

Die Verbindung zwischen H. pylori-Infektionen und der Parkinson-Krankheit wirft interessante Fragen darüber auf, wie Infektionen und Immunantworten die Entwicklung von Symptomen bei anfälligen Personen beeinflussen könnten. Diese Forschung deutet darauf hin, dass spezifische Immunveränderungen nach H. pylori-Infektionen frühe Anzeichen von PD-ähnlichem Verhalten antreiben könnten.

Darüber hinaus hebt die Rolle von Proteinen wie PINK1 die komplexen Wechselwirkungen zwischen genetischen Faktoren und Umweltfaktoren beim Auftreten der Parkinson-Krankheit hervor.

Zukünftige Forschungen könnten Erkenntnisse darüber liefern, wie die Behandlung von Infektionen oder die Modifizierung von Immunreaktionen helfen könnten, das Auftreten von PD zu verhindern oder zu verzögern. Ein besseres Verständnis dieser Zusammenhänge könnte helfen, bessere diagnostische Werkzeuge und Therapien für diejenigen zu entwickeln, die gefährdet sind, diese schwierige Erkrankung zu entwickeln.

Originalquelle

Titel: Modeling gene-environment interactions in Parkinson's Disease: Helicobacter pylori infection of Pink1-/- mice induces CD8 T cell-dependent motor and cognitive dysfunction.

Zusammenfassung: Parkinsons disease (PD) is a chronic neurodegenerative disorder characterized by progressive loss of motor function. Diagnosis occurs late: after motor symptom development downstream of the irreparable loss of a large proportion of the dopaminergic neurons in the substantia nigra of the brain. Understanding PD pathophysiology in its pre-motor prodromal phase is needed for earlier diagnosis and intervention. Genetic risk factors, environmental triggers, and dysregulated immunity have all been implicated in PD development. Here, we demonstrate in a mouse model deficient in the PD-associated gene Pink, that infection with the human PD-associated gastric bacterium Helicobacter pylori leads to development of motor and cognitive signs resembling prodromal features of PD. This was also associated with proliferation and activation of primary mitochondria-reactive CD8 T cells and infiltration of CD8 T cells into the brain. Development of the motor and cognitive phenotypes in the infected Pink1-/- mice was abrogated when CD8 T cells were depleted prior to infection. We anticipate that this new model, which integrates genetic PD susceptibility, a PD-relevant environmental trigger, and specific immune changes that are required for symptom development, will be a valuable tool for increasing our understanding of this complex disease.

Autoren: Samantha Gruenheid, A. Kazanova, J. Sung, N. L. Oliveira, C. Gavino, H. Bessaiah, J. Pei, L. Burns, W. Miller, M. Brouillard-Galipeau, L. Zhu, L. M. Guerra, M. N. Elemeery, S. J. Recinto, A. MacDonald, J. Lanoix, P. Thibault, H. M. McBride, M. Desjardins, J. A. Stratton, N. Labrecque

Letzte Aktualisierung: 2024-02-26 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.25.580545

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.25.580545.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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